Procédé de contrôle d'un train d'engrenages et machine pour la mise en oeuvre du procédé
On ne connaît pas encore actuellement de procédé permettant de contrôler de façon directe l'effort nécessaire pour faire tourner un train d'engrenages. On en est réduit à des méthodes indirectes. Ainsi, en enregistrant l'amplitude des oscillations du balancier d'une pièce d'horlogerie, on peut acquérir une idée des variations de l'effort transmis par le rouage.
La présente invention a pour but de remédier à cette lacune et a pour objet un procédé de contrôle d'un train d'engrenages, caractérisé en ce qu'on enregistre au moyen d'une lame élastique l'effort nécessaire pour faire tourner le train d'engrenages à une vitesse constante dans les deux sens, de façon à permettre l'analyse qualitative et quantitative de cet effort.
L'invention a en outre pour objet une machine pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend une source motrice destinée à entraîner en rotation un train d'engrenages monté dans une bride, cette dernière présentant un bras qui est relié au moyen d'une tringle à une lame élastique, un dispositif marqueur étant fixé à l'extrémité de la lame pour enregistrer ses oscillations sur une bande de matière disposée sur un chariot animé d'un mouvement de va-et-vient.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine que comprend l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 sont des vues générales de cette forme d'exécution, respectivement en élévation et en plan.
Les fig. 3 et 4 sont des vues correspondantes de détails.
La fig. 5 est une coupe suivant la ligne
V-V de la fig. 4.
Les fig. 6 et 7 représentent le dispositif marqueur, respectivement en élévation et en plan.
La machine comprend un moteur (non représenté) destiné à entraîner en rotation et à vitesse constante une poulie 1 solidaire d'une roue dentée 2 et d'une tige filetée 3. Cette dernière est engagée dans un trou taraudé de la paroi frontale 4 d'un chariot 5 guidé dans les coulisses 6 d'un bâti 7. Lorsque le moteur est en marche, la tige 3 tourne et déplace le chariot 5 dans un sens ou dans l'autre suivant le sens de rotation du moteur.
La roue dentée 2 engrène avec un renvoi 8 pivoté librement sur le bâti 7, ce renvoi étant lui-même en prise avec une roue dentée 9 solidaire d'une tige 10 parallèle à la tige filetée 3. Un manchon 11, fendu axialement en 12, est fixé à l'extrémité libre de la tige 10.
Une vis sans fin 13 est montée coaxialement au manchon 11, sa position pouvant être réglée axialement sur ce manchon au moyen d'un bouton moleté 14. La vis sans fin 13 en grène avec une roue tangente 15 solidaire d'un mandrin de serrage 16. Le support 17 de la roue 15 et du mandrin 16 peut coulisser dans un guide du bâti 7 et est fixé en place au moyen d'un bouton moleté 18.
On voit en 19 un mouvement d'horlogerie dans lequel on a supprimé l'échappement et l'organe régulateur. Le barillet 20 ne contient pas de ressort, mais est rigidement fixé à son arbre 21. Ce dernier fait saillie hors du plan du mouvement 19, comme montré aux fig. 3 et 5, et est pincé dans le mandrin 16. Le mouvement d'horlogerie 19 ne comprend donc plus qu'une ébauche avec son train d'engrenages.
II est clair que pour faire tourner ces engrenages, il faut appliquer un certain couple à l'arbre de barillet 21. La machine représentée et décrite permet de mesurer ce couple.
Le mouvement 19 est chassé dans une bride 22 présentant un bras 23. A son extrémité libre, le bras 23 présente un trou dans lequel est engagée une tringle 24. L'autre extrémité de celle-ci est accrochée à l'extrémité libre d'une lame élastique 25 encastrée en 26 dans le bâti 7. La lame 25 est disposée de telle façon qu'elle peut osciller horizontalement de part et d'autre de sa position d'équilibre.
A son extrémité libre, la lame 25 porte un dispositif marqueur, représenté en détail aux fig. 6 et 7. Ce dispositif comprend un corps 27 en matière plastique, pivotant librement autour d'un axe 28. Le corps 27 porte un tube 29 rempli d'encre et terminé en pointe creuse à sa partie inférieure. Un contrepoids réglable 30 est monté sur le corps 27 pour équilibrer parfaitement ce dernier.
La lame élastique 25 est disposée dans l'axe du chariot 5 décrit plus haut. Ce dernier porte une bande de papier gradué 31 se déroulant d'une bobine d'approvisionnement 32.
Deux plaquettes 33, solidaires de coulisseaux 34 soumis à l'action de ressorts 35, pressent la bande de papier 31 sur le chariot 5.
La machine décrite et représentée fonctionne comme suit
On met en marche le moteur, ce qui fait d'une part avancer régulièrement le chariot 5 et, d'autre part, tourner à vitesse constante l'arbre de barillet 21 du mouvement d'horlogerie 19. Par suite de la résistance offerte par le train d'engrenages du mouvement 19, la bride 22 tend à tourner plus ou moins et transmet ses mouvements à la tringle 24, qui les transmet à son tour à la lame élastique 25.
Le dispositif marqueur trace donc un trait 36 sur la bande de papier 31. Les irrégularités du diagramme obtenu mettent en évidence les variations de la force nécessaire pour faire tourner les engrenages du mouvement 19.
Lorsque l'arbre de barillet 21 a parcouru un peu plus d'un tour, un interrupteur automatique (non représenté) arrête le moteur. On fait alors marcher le moteur en sens inverse, de sorte que le chariot 5 coulisse en sens inverse du précédent et que l'arbre de barillet 21 tourne en sens inverse. On obtient la seconde partie 37 du diagramme qui est de nouveau terminée par l'ouverture d'un interrupteur automatique actionné par le chariot 5.
I1 est important de remarquer que l'enregistrement de la force faisant tourner le train d'engrenages se fait pour les deux sens de rotation des engrenages. On peut ainsi contrôler de façon précise les profils des deux séries de flancs des dents. Suivant la fréquence des irrégularités constatées sur le diagramme, on peut déceler quel est le mobile défectueux (roue de centre ou roue de seconde par exemple).
La lecture du diagramme permet d'obtenir non seulement les variations de la force nécessaire pour faire tourner le train d'engrenages, mais encore sa valeur elle-même (exprimée en grammes-millimètres). On peut donc procéder à l'analyse qualitative et quantitative de cet effort.
En outre, la machine décrite permet d'étudier de nouveaux profils d'engrenages (diagramme de vérification pour la fabrication future), facilitant ainsi la solution du problème consistant à obtenir des engrenages absorbant une force minime et constante.
Lorsqu'un diagramme complet a été obtenu, on peut remettre le moteur en marche dans le premier sens, puis dans le second sens de rotation, et ainsi de suite. On constate alors que le second diagramme ne recouvre pas exactement le premier. De même, le troisième diagramme diffère légèrement du second, mais ces écarts deviennent de plus en plus petits. En traçant successivement plusieurs dizaines de diagrammes, on tend vers un diagramme-type traduisant de façon correcte la façon de travailler du train d'engrenages considéré. Les écarts susmentionnés sont dus à des variations de consistance de l'huile et le cas échéant à des changements de température.
Selon une variante non représentée au dessin, la tringle 24 agissant sur la lame 25 est accrochée à une certaine distance de l'extrémité libre de cette lame, de manière à multiplier l'amplitude du déplacement du dispositif marqueur.
Le procédé de contrôle décrit s'applique à tous les types d'engrenages, et non seulement à ceux employés en horlogerie.
REVENDICATIONS
I. Procédé de contrôle d'un train d'engrenages, caractérisé en ce qu'on enregistre au moyen d'une lame élastique l'effort nécessaire pour faire tourner le train d'engrenages à une vitesse constante dans les deux sens, de façon à permettre l'analyse qualitative et quantitative de cet effort.
Method for controlling a gear train and machine for implementing the method
A method is not yet known which makes it possible to directly control the force required to rotate a gear train. We are reduced to indirect methods. Thus, by recording the amplitude of the oscillations of the balance of a timepiece, it is possible to acquire an idea of the variations in the force transmitted by the gear train.
The object of the present invention is to remedy this shortcoming and has as its object a method for controlling a gear train, characterized in that the force required to rotate the train is recorded by means of an elastic blade. of gears at a constant speed in both directions, so as to allow the qualitative and quantitative analysis of this effort.
A further object of the invention is a machine for implementing the method, characterized in that it comprises a motor source intended to drive in rotation a gear train mounted in a flange, the latter having an arm which is connected by means of a rod to an elastic blade, a marker device being attached to the end of the blade to record its oscillations on a strip of material placed on a carriage moved back and forth.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the machine which comprises the object of the invention.
Figs. 1 and 2 are general views of this embodiment, respectively in elevation and in plan.
Figs. 3 and 4 are corresponding views of details.
Fig. 5 is a cut along the line
V-V of fig. 4.
Figs. 6 and 7 represent the marker device, respectively in elevation and in plan.
The machine comprises a motor (not shown) intended to drive in rotation and at constant speed a pulley 1 integral with a toothed wheel 2 and a threaded rod 3. The latter is engaged in a tapped hole in the front wall 4 d 'a carriage 5 guided in the slides 6 of a frame 7. When the motor is running, the rod 3 rotates and moves the carriage 5 in one direction or the other depending on the direction of rotation of the motor.
The toothed wheel 2 meshes with a return 8 pivoted freely on the frame 7, this return itself being engaged with a toothed wheel 9 integral with a rod 10 parallel to the threaded rod 3. A sleeve 11, axially split at 12 , is attached to the free end of the rod 10.
A worm 13 is mounted coaxially with the sleeve 11, its position being able to be adjusted axially on this sleeve by means of a knurled knob 14. The worm 13 in mesh with a tangent wheel 15 integral with a clamping mandrel 16 The support 17 for the wheel 15 and the mandrel 16 can slide in a guide of the frame 7 and is fixed in place by means of a knurled knob 18.
We see at 19 a clockwork movement in which the escapement and the regulating member have been omitted. The barrel 20 does not contain a spring, but is rigidly fixed to its shaft 21. The latter projects out of the plane of movement 19, as shown in FIGS. 3 and 5, and is clamped in the mandrel 16. The clockwork movement 19 therefore only comprises a blank with its gear train.
It is clear that in order to rotate these gears, a certain torque must be applied to the barrel shaft 21. The machine shown and described makes it possible to measure this torque.
The movement 19 is driven into a flange 22 having an arm 23. At its free end, the arm 23 has a hole in which is engaged a rod 24. The other end of the latter is hooked to the free end of the rod. an elastic blade 25 embedded at 26 in the frame 7. The blade 25 is arranged in such a way that it can oscillate horizontally on either side of its position of equilibrium.
At its free end, the blade 25 carries a marking device, shown in detail in FIGS. 6 and 7. This device comprises a body 27 of plastic material, freely pivoting about an axis 28. The body 27 carries a tube 29 filled with ink and terminated in a hollow point at its lower part. An adjustable counterweight 30 is mounted on the body 27 to perfectly balance the latter.
The elastic blade 25 is disposed in the axis of the carriage 5 described above. The latter carries a strip of graduated paper 31 unwinding from a supply reel 32.
Two plates 33, integral with slides 34 subjected to the action of springs 35, press the strip of paper 31 on the carriage 5.
The machine described and shown operates as follows
The motor is started, which causes, on the one hand, the carriage 5 to advance regularly and, on the other hand, to turn at constant speed the barrel shaft 21 of the clockwork movement 19. As a result of the resistance offered by the gear train of the movement 19, the flange 22 tends to rotate more or less and transmits its movements to the rod 24, which in turn transmits them to the elastic blade 25.
The marker device therefore draws a line 36 on the strip of paper 31. The irregularities of the diagram obtained demonstrate the variations in the force necessary to turn the gears of the movement 19.
When the barrel shaft 21 has traveled a little more than one revolution, an automatic switch (not shown) stops the engine. The motor is then made to run in the opposite direction, so that the carriage 5 slides in the opposite direction to the previous one and that the barrel shaft 21 turns in the opposite direction. The second part 37 of the diagram is obtained which is again completed by the opening of an automatic switch actuated by the carriage 5.
It is important to note that the recording of the force rotating the gear train is made for both directions of rotation of the gears. It is thus possible to precisely control the profiles of the two series of tooth flanks. Depending on the frequency of the irregularities noted on the diagram, it is possible to detect which mobile is defective (center wheel or second wheel for example).
Reading the diagram makes it possible to obtain not only the variations in the force necessary to turn the gear train, but also its value itself (expressed in grams-millimeters). We can therefore proceed to a qualitative and quantitative analysis of this effort.
In addition, the described machine makes it possible to study new gear profiles (verification diagram for future manufacture), thus facilitating the solution of the problem of obtaining gears absorbing a minimal and constant force.
When a complete diagram has been obtained, the motor can be restarted in the first direction, then in the second direction of rotation, and so on. It can then be seen that the second diagram does not exactly cover the first. Likewise, the third diagram differs slightly from the second, but these deviations are getting smaller and smaller. By successively drawing several tens of diagrams, one tends towards a standard diagram translating in a correct way the way of working of the gear train considered. The aforementioned deviations are due to variations in the consistency of the oil and possibly to changes in temperature.
According to a variant not shown in the drawing, the rod 24 acting on the blade 25 is hooked at a certain distance from the free end of this blade, so as to multiply the amplitude of the displacement of the marker device.
The control method described applies to all types of gears, and not only to those used in watchmaking.
CLAIMS
I. Method of controlling a gear train, characterized in that the force required to rotate the gear train at a constant speed in both directions is recorded by means of an elastic blade, so to allow the qualitative and quantitative analysis of this effort.